Giáo dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp cận hợp tác

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA GIÁO DỤC TIỂU HỌC
=====0o0=====

ĐỖ THỊ ÁNH

GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TIỂU
HỌC
THEO TIẾP CẬN HỢP TÁC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Giáo dục Tiểu học

HÀ NỘI, 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA GIÁO DỤC TIỂU HỌC
=====0o0=====

ĐỖ THỊ ÁNH

GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TIỂU
HỌC THEO TIẾP CẬN HỢP TÁC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Giáo dục Tiểu học

N ười ướng dẫn khoa học
TS. Nguyễn Thị Hươ

HÀ NỘI, 2018


LỜI CẢ

ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Sư phạm Hà
Nội 2, các thầy cô giáo trong khoa Giáo dục Tiểu học đã giúp đỡ em trong
suốt quá trình học tập tại trường và tạo điều kiện cho em tìm hiểu khóa luận
tốt nghiệp này.
Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Hương người đã hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên
cứu để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo và các em học
sinh tại các trường tiểu học trên địa bàn khảo sát. Trong quá trình thực hiện
khóa luận, do điều kiện, năng lực và thời gian còn nhiều hạn chế nên đề tài
nghiên cứu không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được
sự góp ý và bổ sung của thầy cô và các bạn để đề tài thêm hoàn thiện.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Ánh


LỜI CA

ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu “Giáo dục STEM cho học sinh tiểu

học theo tiếp cận hợp tác” là kết quả mà tôi đã trực tiếp tìm tòi, nghiên cứu.
Trong quá trình nghiên cứu, tôi có sử dụng tài liệu của một số tác giả để tham
khảo. Đó chỉ là cơ cở để tôi rút ra được những vấn đề cần tìm hiểu ở đề tài
của mình. Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi, hoàn
toàn không trùng khớp với kết quả của tác giả khác.
Hà Nội, tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Ánh


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài...................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu............................................................................... 4
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ........................................................ 4
4. Giả thuyết khoa học ................................................................................ 4
5. Nhiệm vụ nghiên cứu............................................................................... 4
6. Phạm vi nghiên cứu................................................................................. 4
7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 5
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH
TIỂU HỌC THEO TIẾP CẬN HỢP TÁC ....................................................... 6
1.1. Một số vấn đề về giáo dục STEM......................................................... 6
1.1.1. Khái niệm .......................................................................................... 6
1.1.2. Bản chất của giáo dục STEM ........................................................... 6
1.1.3. Đặc điểm ........................................................................................... 7
1.1.4. Cơ sở khoa học của giáo dục STEM................................................. 9
1.1.5. Nguyên tắc của giáo dục STEM...................................................... 15
1.1.6. Một số phương pháp giáo dục STEM ............................................. 16
1.1.7. Vai trò của giáo dục STEM ............................................................ 18

1.2. Một số vấn đề về dạy học hợp tác...................................................... 20
1.2.1. Khái niệm ........................................................................................ 20
1.2.2. Những đặc trưng của dạy học hợp tác ........................................... 21
1.2.3. Nguyên tắc ...................................................................................... 22
1.2.4. Bản chất .......................................................................................... 23
1.2.5. Vai trò ............................................................................................. 25
1.2.6. Qui trình dạy học hợp tác ............................................................... 25
1.2.7. Ưu thế của dạy học hợp tác ............................................................ 26


1.3. Đặc điểm phát triển của học sinh tiểu học ........................................ 27
1.3.1. Đặc điểm tâm lí - xã hội.................................................................. 27
1.3.2. Đặc điểm sinh học........................................................................... 29
1.4 Sự phù hợp giáo dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp cận hợp
tác.............................................................................................................. 30
Kết luận chương 1 ..................................................................................... 32
Chương 2. THỰC TRẠNG GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TIỂU
HỌC THEO TIẾP CẬN HỢP TÁC............................................................... 33
2.1. Khái quát về mục đích, đối tượng, phương pháp khảo sát ................ 33
2.1.1. Mục đích, đối tượng, nội dung và phương pháp khảo sát .............. 33
2.1.2. Phương pháp và công cụ khảo sát .................................................. 34
2.2. Phân tích kết quả khảo sát ................................................................. 36
2.2.1. Thực trạng nhận thức của giáo viên về giáo dục STEM và giáo
dục STEM theo tiếp cận hợp tác cho học sinh tiểu học............................ 36
2.2.2. Thực trạng nhận thức về STEM của HSTH. ................................... 39
2.2.3. Thực trạng giáo dục STEM cho học sinh tiểu học ......................... 44
2.2.4. Thực trạng giáo dục STEM theo tiếp cận hợp tác cho học sinh
tiểu học ...................................................................................................... 47
Kết luận chương 2 ..................................................................................... 51
Chương 3. BIỆN PHÁP GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TIỂU HỌC

THEO TIẾP CẬN HỢP TÁC ......................................................................... 53
3.1. Nguyên tắc đề xuất biện pháp............................................................ 53
3.1.1. Đảm bảo dạy học tích hợp STEM theo tiếp cận hợp tác ................ 53
3.1.2. Đảm bảo dạy học STEM phù hợp với đặc trưng của dạy học
hợp tác ....................................................................................................... 53
3.1.3. Đảm bảo phù hợp với đặc điểm học tập của học sinh tiểu học...... 53
3.1.4. Đảm bảo phù hợp với thực tiễn cấp học tiểu học hiện nay ............ 53


3.2. Đề xuất biện pháp giáo dục STEM cho hoc sinh tiểu học theo tiếp
cận hợp tác ................................................................................................ 54
3.2.1. Thiết kế nội dung giáo dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp
cận hợp tác................................................................................................ 54
3.2.2. Tổ chức các hoạt động giáo dục STEM cho học sinh tiểu học
theo tiếp cận hợp tác................................................................................. 58
3.2.3. Một số kĩ thuật giáo dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp
cận hợp tác................................................................................................ 60
Kết luận chương 3 ..................................................................................... 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 65
PHỤ LỤC


BẢNG CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầ đủ

GDTH

Giáo dục tiểu học

GVTH

Giáo viên tiểu học

HSTH

Học sinh tiểu học

PPDH

Phương pháp dạy học


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Tiêu chí đánh giá kĩ năng STEM ở HSTH ....................................... 34
Bảng 2.2. Nhận thức của giáo viên về giáo dục STEM.................................... 37
Bảng 2.3. Nhận thức của giáo viên về vai trò của giáo dục STEM đối với
HSTH ................................................................................................ 38
Bảng 2.4. Thực trạng nhận thức STEM của HSTH .......................................... 39
Bảng 2.5. Đánh giá sự cần thiết của việc giáo dục STEM cho HSTH ............. 44
Bảng 2.6. Đánh giá của giáo viên về mức độ giáo dục STEM cho HSTH....... 44
Bảng 2.7. Thực trạng sử dụng các phương thức giáo dục STEM cho
HSTH ................................................................................................ 45
Bảng 2.8. Nhận thức của giáo viên về dạy học hợp tác .................................... 47
Bảng 2.9. Nhận thức của giáo viên về lợi thế của việc giáo dục STEM
theo tiếp cận hợp tác cho HSTH ....................................................... 48
Bảng 2.10. Hiệu quả của việc giáo dục STEM thep tiếp cận hợp tác cho
HSTH ................................................................................................ 49

Bảng 2.11. Đánh giá các bước cần thực hiện để thiết kế hoạt động giáo
dục nhằm giáo dục STEM cho HSTH .............................................. 49
Bảng 2.12. Khó khăn khi giáo dục STEM theo tiếp cận hợp tác ..................... 50
Bảng 3.1. Kế hoạch hoạt động nhóm ................................................................ 58


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Kĩ năng khoa học của HSTH ............................................................ 39
Hình 2.2. Kĩ năng công nghệ của HSTH .......................................................... 40
Hình 2.3. Kĩ năng kĩ thuật của HSTH............................................................... 41
Hình 2.4. Kĩ năng toán học của HSTH ............................................................. 42
Hình 2.5. Kĩ năng STEM của HSTH ................................................................ 42
Hình 2.6. Nhận thức về STEM của HSTH ....................................................... 43


1


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọ đề tài
1.1. Cùng với sự phát triển vượt bậc của cách mạng khoa học và công
nghệ, các quốc gia đang phải đối mặt với rất nhiều cơ hội và thách thức do
toàn cầu hóa mang lại. Chính vì vậy, nguồn nhân lực đã trở thành một tài sản
quý nhất, quan trọng nhất và quyết định nhất cho sự tồn tại và phát triển của
bất kỳ một quốc gia nào. Khi tri thức đã và đang trở thành một nguồn lực kinh
tế chủ yếu của lợi thế cạnh tranh thì nhiều quốc gia xem việc đổi mới hệ
thống giáo dục và đào tạo là chiến lược sống còn trong chiến lược phát triển
chung của quốc gia, trong đó có Việt Nam. Việc đổi mới giáo dục nói chung
và bậc giáo dục tiểu học nói riêng theo định hướng hội nhập quốc tế đang
được nhà nước đặc biệt quan tâm bởi tiểu học là nền móng của hệ thống giáo

dục quốc dân. Vì vậy, những năm qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai
nhiều giải pháp đổi mới giáo dục tiểu học như: mô hình giáo dục STEM;
phương pháp Bàn tay nặn bột; giáo dục mỹ thuật theo phương pháp Đan
Mạch; đổi mới phương pháp đánh giá… Trong đó, mô hình giáo dục STEM
(tích hợp các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán) đang được các
chuyên gia, các nhà quản lý giáo dục quan tâm và xem đây là cách chọn lọc,
vận dụng sáng tạo kinh nghiệm mô hình giáo dục tiên tiến trên thế giới vào
biên soạn chương trình giáo dục phổ thông mới.
1.2. Giáo dục STEM khác xa và có tính ưu việt hơn rất nhiều so với
phương pháp giáo dục truyền thống. Cụ thể là các phần học liên môn giúp cho
học sinh chủ động hơn cũng như thoải mái hơn trong việc học tập.Giáo dục
STEM với nhiệm vụ trang bị cho học sinh những kiến thức và kĩ năng cần
thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.
Các kiến thức và kĩ năng được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp
học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra

2


được những sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày. Giáo dục STEM sẽ thu hẹp
khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực
làm việc tức thì trong môi trường có tính sáng tạo cao phát triển cho học sinh
các kỹ năng, năng lực cần thiết trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay.
Ngoài những kĩ năng về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học, giáo dục
STEM còn cung cấp cho học sinh những kĩ năng cần thiết giúp học sinh phát
triển tốt trong thế kỉ 21 như: kĩ năng giải quyết vấn đề, tư duy phản biện, kĩ
năng cộng tác, kĩ năng giao tiếp,.. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức
khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Bởi vậy,
cải cách giáo dục là điều tất yếu, triển khai giáo dục STEM để đón đầu xu
hướng phát triển giáo dục sẽ đặt nền móng vững chắc cho sự phát triển cuả

đất nước trong tương lai.
1.3. Xu thế đổi mới giáo dục hiện nay đang tích cực áp dụng các triết lí,
chiến lược, phương pháp dạy học hiện đại, trong đó có dạy học hợp tác. Dạy
học hợp tác đã và đang là một trong những ưu điểm và có hiệu quả cao của
giáo dục thế kỉ XXI. Phương pháp dạy học này hướng đến phát triển năng lực
hợp tác, giúp học sinh vừa biết học tập, vừa biết sống trong xã hội hiện đại.
1.4. Thực tiễn hiện nay, chương trình giáo dục phổ thông của Việt Nam
còn nhiều hạn chế, chưa gắn kết giữa kiến thức, kỹ năng của các môn học tự
nhiên trong nhiều tình huống, hiện tượng đời sống như các bài toán cần giải
quyết một cách thiết thực, hữu ích. Hơn nữa chương trình các môn toán, khoa
học tự nhiên, kỹ thuật và công nghệ của ta xây dựng theo cách tiếp cận nội
dung chứ chưa tích hợp liên môn, xuyên môn và xem nhẹ yêu cầu thực hành,
ứng dụng. Chương trình được xây dựng theo hướng chú trọng lí thuyết, “nhồi
nhét” kiến thức, học sinh bị động trong quá trình học vì vậy mà trẻ chóng
chán, mất tập trung, gặp khó khăn khi vận dụng, giải quyết các vấn đề trong
cuộc sống. Yêu cầu xã hội đặt ra đòi hỏi chương trình giáo dục cần có những


đổi mới cụ thể giúp học sinh không chỉ tiếp thu được kiến thức khoa học mà
còn ứng dụng được vào trong đời sống góp phần xây dựng đất nước trong thời
kì hội nhập. Cho đến nay, giáo dục STEM vẫn còn là một vấn đề mới mẻ và
chưa được chú trọng trong giáo dục.
1.5. Nhìn vào thực tế giáo dục đào tạo cho thấy triển khai mô hình giáo
dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp cận hợp tác là cần thiết. Thứ nhất,
giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn
và thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy bốn môn học như các đối
tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập
gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Thứ hai, giáo dục STEM đề cao đến
việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học. Trong
mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có

vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải
quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các
môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí
nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra. Thứ
ba, giáo dục STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là
phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát
minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải
biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho
phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết. Trong
giáo dục STEM, học sinh tiến hành học tập hợp tác theo nhóm tự tìm tòi, phát
hiện và cùng nhau giải quyết vấn đề.
Chính vì vậy, từ cơ sở lí luận và cơ sở thực tiến nêu trên, tôi đi nghiên
cứu đề tài: „„Giáo dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp cận hợp tác”
nhằm đưa ra các biện pháp giáo dục STEM cho học sinh tiểu học hiệu quả
góp phần nâng cao chất lượng dạy học, đặt nền móng vững chắc cho sự phát
triển cuả đất nước trong tương lai.


2. Mục đíc

i

cứu

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận và thực tiễn về giáo dục STEM, đề xuất
biện pháp giáo dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp cận hợp tác, nhằm
góp phần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tăng cường kĩ năng thực
hành cho học sinh.
3. Khách thể v đ i tượng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu

Quá trình giáo dục về Khoa học, Công nghệ, Kĩ Thuật, Toán học cho học
sinh tiểu học.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
Quan hệ giữa việc giáo dục STEM và dạy học hợp tác cho học sinh tiểu
học.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được các biện pháp giáo dục STEM vừa tuân thủ quy luật
chung của việc hình thành và rèn luyện kĩ năng cho học sinh đồng thời phù
hợp với đặc điểm nhận thức của học sinh tiểu học, phủ hợp với điều kiện thực
tiễn thì có thể nâng cao được chất lượng dạy học.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận cho việc giáo dục STEM cho học sinh tiểu
học theo tiếp cận hợp tác.
5.2. Khảo sát thực trạng giáo dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp
cận hợp tác.
5.3. Đề xuất biện pháp giáo dục STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp
cận hợp tác.
6. Phạm vi nghiên cứu
6.1. Giới hạn về nội dung nghiên cứu:
- Đề tài tập trung xây dựng biện pháp giáo dục STEM cho học sinh lớp 5
theo tiếp cận hợp tác.


6.2. Giới hạn về địa bàn nghiên cứu:
- Địa bàn khảo sát thực trạng: Đề tài tiến hành khảo sát thực trạng đối
với giáo viên tiểu học trên địa bàn 3 tỉnh/thành phố: Hà Nội, Vĩnh Phúc, Nam
Định; học sinh tiểu học trường Tiểu học Văn Khê A, Mê Linh, Hà Nội.
7 P ươ

p áp

i

cứu

7.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận:
- Tiến hành tập hợp và nghiên cứu tài liệu có liên quan tới giáo dục
STEM cho học sinh tiểu học theo tiếp cận hợp tác nhằm tổng quan vấn đề
nghiên cứu và xây dựng khung lí thuyết cho đề tài nghiên cứu.
7.2. Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
- Phương pháp điều tra, quan sát và phỏng vấn nhằm khảo sát thực trạng
nhận thức về STEM của HSTH, thực trạng việc giáo dục STEM của GVTH.
- Phương pháp tổng kết kinh nghiệm để đánh giá thực trạng đổi mới
PPDH, thực trạng giáo dục STEM cho học sinh của giáo viên tiểu học.
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu hồ sơ giáo dục của trường tiểu học.
7.3. Các phương pháp nghiên cứu khác
- Xử lí số liệu và đánh giá bằng thống kê toán học.


C ươ
CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TIỂU HỌC
THEO TIẾP CẬN HỢP TÁC
1.1. Một s vấ đề về giáo dục STEM
1.1.1. Khái niệm
* STEM
STEM là cụm từ viết tắt các chữ cái đầu của các từ trong tiếng Anh:
Science - Khoa học, Technology - Công nghệ, Engineering - Kĩ thuật và
Mathematics - Toán học.
* Giáo dục STEM
“Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học,

trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với
các bài học trong thế giới thực, ở đó học sinh áp dụng các kiến thức trong
khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết
nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ
đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh
trong nền kinh kế mới” (Theo Hiệp hội các Giáo viên dạy khoa học MỹNSTA, 2009).
Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục nhằm trang bị cho người học
những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ,
kỹ thuật và toán học - theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người
học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. Thay vì
dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, giáo dục STEM kết
hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế.
1.1.2. Bản chất của giáo dục STEM
Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục ra đời vào những năm 90 của
thế kỉ XX [6]. Nó là mô hình theo đuổi triết lí giáo dục tích hợp, hướng vào
việc hình thành cho người học kiến thức nền tảng rộng, liên lĩnh vực và đặc


biệt chú trọng tới hình thành và phát triển ở người học năng lực hoạt động
thực tiễn. Tích hợp trong giáo dục STEM không dàn trải trên phạm vi rộng
lớn mà tập trung vào 4 lĩnh vực cụ thể là khoa học, công nghệ, kĩ thuật và
toán học. Những lĩnh vực khoa học này được thiết kế lồng ghép, đan xen vào
nhau trong các nhiệm vụ học tập gắn với thực tiễn. Quá trình học tập của
người học chủ yếu theo phương thức làm việc, thực hành, trải nghiệm và hợp
tác. Thông qua hoạt động thực tiễn, người học tự khám phá, phát hiện ra tri
thức khoa học và điều quan trọng hơn là người học hình thành, phát triển
được các kĩ năng tìm tòi, thí nghiệm, khai thác và ứng dụng công nghệ, thiết
kế kĩ thuật, tư duy và tính toán.
1.1.3. Đặc điểm
1.13.1. Nội dung giáo dục STEM là sự tích hợp của 4 lĩnh vực khoa học

được xem là nền tảng của cuộc sống hiện đại
Theo Mark Sanders [7], nền tảng cơ bản làm thay đổi thế giới trong
tương lai bao gồm toán học mà đặc biệt là toán học ứng dụng; khoa học mà
đặc biệt là khoa học vật liệu; kĩ thuật mà đặc biệt là kĩ thuật chế tác và thiết
kế; cộng nghệ mà đặc biệt là công nghệ thông tin. Điều quan trọng hơn là
ngày nay khoa học đã phát triển tới độ ranh giới giữa các lĩnh vực đang dần bị
xóa bỏ và thay thế vào đó là những nghiên cứu kết nối chúng tạo thành một
khoa học thống nhất.
Trong giáo dục STEM, nội dung học vấn không được cấu trúc tuân thủ
một cách quá chặt chẽ theo logic khoa học của từng lĩnh vực cụ thể, mà triết lí
nó theo đuổi ở đây chính là vận dụng được tri thức khoa học thuộc nhiều lĩnh
vực khác nhau hướng vào giải quyết vấn đề của thực tiễn đời sống. Chính vì
thế, giá trị mà giáo dục STEM đem lại cho người học không phải là lượng tri
thức sâu rộng của từng lĩnh vực khoa học cụ thể, mà là hình thành cho người
học năng lực sử dụng tri thức của các lĩnh vực khoa học để giải quyết cho


cùng một vấn đề của thực tiễn. Đồng thời học sinh cũng thấy được mối quan
hệ gắn bó chặt chẽ, tính tương hỗ giữa các lĩnh vực khoa học.
1.1.3.2. Mục tiêu của giáo dục STEM là hình thành cho người học tư duy
tích hợp và năng lực giải quyết vấn đề của cuộc sống hiện đại
Cuộc sống hiện đại đặt ra cho con người nhiều thách thức mới. Những
thách thức đòi hỏi phải giải quyết bằng phương thức mới và phương thức có
tính phổ quát để giải quyết vấn đề ngày nay chính là sử dụng tri thức và kĩ
năng tích hợp giữa khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học.
Trong các chủ đề giáo dục STEM thường xuyên xuất hiện các nhiệm vụ
đòi hỏi người học phải thiết kế kĩ thuật, lập trình điều khiển dựa trên các thuật
toán từ đơn giản tới phức tạp và cuối cùng phải tạo ra được sản phẩm công
nghệ thông minh, có trí tuệ nhân tạo ở một trình độ nhất định. Thông qua các
hoạt động học tập đó, người học sẽ hình thành và phát triển được tư duy giải

quyết vấn đề thực tiễn của con người hiện đại.
1.1.3.3. Phương pháp giáo dục STEM hướng tới tích cực hóa người học
Khác với mô hình giáo dục truyền thống, nội dung giáo dục không được
tổ chức thành môn học, bài học chặt chẽ và logic, trong giáo dục STEM nội
dung học tập được tổ chức thành các chủ đề, dự án tích hợp 4 lĩnh vực khoa
học và gắn với hiện thực đời sống. Phương thức chủ yếu để học sinh giải
quyết các nhiệm vụ trong các chủ đề, dự án tích hợp này chính là tìm tòi
khám phá, nghiên cứu cá nhân. Bên cạnh đó, học sinh cũng thường xuyên
được tổ chức học tập theo nhóm, sử dụng các công cụ, phương tiện kĩ thuật
hiện đại để thực hành phát minh sáng chế ra các sản phẩm công nghệ. Quan
hệ chủ yếu giữa người học với người học là hợp tác và thi đua cạnh tranh tích
cực. Giáo dục STEM không chú trọng nhiều tới kết quả học tập mà coi trọng
quá trình học tập. Chính trong quá trình tìm tòi phương thức để giải quyết vấn
đề, tìm kiếm thông tin, trao đổi thảo luận để thống nhất phương án giải quyết


vấn đề thì học sinh hình thành được năng lực cần thiết để thích ứng và phát
triển trong môi trường hiện đại.
1.1.3.4. Giáo dục STEM chủ yếu được thực hiện dưới hình thức câu lạc
bộ, dự án học tập
Học sinh tham gia vào cùng một câu lạc bộ hay dự án STEM có thể ở
nhiều độ tuổi khác nhau, trình độ và sở trường khác nhau. Các em phải phối
hợp cùng nhau để giải quyết một nhiệm vụ phức hợp, để giải quyết vấn đề của
cuộc sống hiện đại hay tạo ra sản phẩm công nghệ. Kết thúc chủ đề hay dự án
STEM thường là hoạt động trưng bày, thuyết minh giới thiệu sản phẩm, bình
chọn cho sản phẩm ưu việt nhất.
1.1.4. Cơ sở khoa học của giáo dục STEM
Mỗi mô hình hay phương pháp giáo dục đều được xây dựng trên những
nền tảng khoa học nhất định. Nền tảng càng vững chắc thì sức sống và giá trị
của mô hình, phương pháp giáo dục đó càng lớn. Bruning (2004) cùng các

cộng sự trong nghiên cứu về các lí thuyết học tập đã chỉ ra 4 yếu tố được xem
là nền tảng cho giáo dục STEM [6], gồm: 1- Học tập là một quá trình xây
dựng chứ không phải là tiếp thu thụ động; 2- Động cơ và niềm tin không thể
tách rời khỏi nhận thức; 3 - Tương tác xã hội là phương thức cơ bản để nhận
thức và 4 - Học tập gắn với bối cảnh thực tế.
1.1.4.1. Học tập là một quá trình xây dựng mà không phải là một quá
trình tiếp nhận thông tin
Trong lịch sử phát triển giáo dục, đã một thời gian dài chúng ta thừa
nhận bản chất của học tập là nhận thức và nhận thức lại những gì đã được loài
người phát hiện ra. Theo quan niệm hiện đại, hoạt động học tập không chỉ
dừng lại ở nhận thức mà là phương thức phổ biến để con người phát triển.
Một trong những lý thuyết đáng tin cậy giải thích thuyết phục bản chất của
hoạt động học tập là lý thuyết của B. Bloom. Theo lý thuyết này, học tập gồm


3 lĩnh vực: 1- Nhận thức (cognitive), phân chia thành 6 bậc: nhận biết
(knowledge), hiểu (comprehension), áp dụng (application), phân tích
(analysis), tổng hợp (synthesis), đánh giá (evaluation); 2- Xúc cảm/thái độ
(affective), có những yếu tố tình cảm, ý chí, nhu cầu, giá trị… trong quá trình
và kết quả học tập; 3- Tâm vận động (active), gồm những kỹ năng hành động
và hành vi thống nhất trong đó những yếu tố trí tuệ và thể chất. Như vậy, lí
thuyết này thừa nhận tính chất tích hợp của quá trình và kết quả học tập. Cụ
thể, lĩnh vực nhận thức bao hàm không chỉ tri thức, tức là kết quả của quá
trình nhận thức, mà bao gồm cả phương thức tiến hành hoạt động. Hiểu trong
nhận thức chính là tri thức về phương thức hoạt động, áp dụng là kỹ năng thể
hiện và di chuyển các phương thức hoạt động, phân tích - tổng hợp - đánh giá
là những kỹ năng hoạt động trí tuệ chung làm nền tảng cho việc áp dụng và
thực hiện những phương thức hoạt động khác nhau của con người. Điều này
có nghĩa là nhận thức chỉ được xem như một phần nhỏ trong quá trình và kết
quả học tập. Hay nói cách khác, học tập là khả năng và thành tựu phát triển có

tính chất tích hợp của con người.
Cùng quan điểm trên, I.Ia.Lerner cho rằng thành phần nội dung học vấn
phổ thông gồm 4 yếu tố [9]; 1- Tri thức về thế giới và về cách thức để thu
nhân được tri thức đó; 2- Kinh nghiệm tiến hành các phương thức hoạt động
áp dụng tri thức; 3- Kinh nghiệm tiến hành các phương thức hoạt động sáng
tạo; 4- Kinh nghiệm đời sống cảm xúc và đánh giá. Để lĩnh hội hay xử lý các
dạng nội dung này, người ta cần học tập theo những phương thức tương đối
khác nhau. Đối với dạng nội dung đầu, chủ yếu cần thu nhận thông tin, ghi
nhớ một cách có tổ chức; với dạng kỹ năng áp dụng, chủ yếu cần luyện tập
và tái tạo các mẫu; với khả năng sáng tạo, cần suy nghĩ, phán đoán, tìm tòi
và tiến hành quan sát, thực nghiệm; với kinh nghiệm cảm xúc, cần rung
động, trải nghiệm, chia xẻ suy nghĩ về giá trị trong các tình huống và quan


hệ thích hợp.
Trong mô hình giáo dục STEM, yêu cầu lĩnh hội tri thức khoa học
thường không quá cao, mà quan trọng là khả năng vận dụng tích hợp tri thức
từ bốn lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học để giải quyết vấn đề
đặt ra. Quá trình học tập thực sự có ý nghĩa đối với sự phát triển người học.
Bởi đó là quá trình người học phải tìm tòi và tư duy nhiều nhất, phải hợp tác
và chia sẻ, phải vượt qua thách thức và đôi khi cũng mắc sai lầm hay thất bại.
Tuy nhiên những trải nghiệm ấy chính lại là những cơ hội quý giá để người
học phát triển cả về nhận thức, tư duy, chế ngự cảm xúc và kinh nghiệm sống.
1.1.4.2. Động cơ có vai trò lớn đối với quá trình nhận thức của người học
Trong lí luận dạy học hiện đại, yếu tốt động cơ luôn được xem là một
hợp phần quan trọng cấu thành hoạt động học tập của người học. Theo đó,
Maslow trong lí thuyết đáp ứng nhu cầu của mình đã chỉ rõ [11]: con người
nói chung có 5 loại nhu cầu cơ bản, bao gồm nhu cầu được sinh tồn, nhu cầu
được an toàn, nhu cầu được sở thuộc, nhu cầu được tôn trọng và nhu cầu được
thể hiện, khẳng định bản thân. Các nhu cầu này chính là yếu tố làm nên động

cơ học tập của người học và quá trình dạy học chính là quá trình hướng vào
việc đáp ứng nhu cầu của người học. Skinner và các cộng sự đã giải thích
hoạt động của con người theo cách riêng, đó là đồng nhất hành vi người với
động vật [11]. Ông cho rằng bản chất của hoạt động chính là sự phản ứng lại
những kích thích từ môi trường bên ngoài. Vậy nên, để có bất cứ hoạt động
nào kể cả hoạt động học tập thì cần thiết phải có kích thích và chính những
kích thích từ bên ngoài người học là động lực thúc đẩy người học học tập và
phát triển.
Nghiên cứu về “Bộ máy học” của con người dưới tiếp cận sinh lí học
thần kinh Jean-Marc Denomme và Madeleine Roy đã chỉ rõ [10]: não bộ của
con người được cấu trúc phức tạp nhưng có thể phân chia thành 3 lớp tương


ứng với 3 thời kì tiến hóa của loài người, bao gồm: lớp não bò sát, lớp não thú
và lớp não người. Mỗi lớp não phụ trách một chức năng khá giống với tên gọi
của nó. Cụ thể, lớp não bò sát ở người phụ trách những vấn đề liên quan tới
bản năng, tính dục, trong khi lớp não thú phụ trách vấn đề liên quan tới cảm
xúc, hứng thú. Còn lớp não người phục trách tất cả những lĩnh vực và khía
cạnh chỉ xuất hiện ở con người mà các loài vật khác không thể có được như
ngôn ngữ hay tư duy. Chính lớp não thú quyết định yếu tố động cơ hoạt động
ở con người. Cơ chế hoạt động của nó như một màng lọc thông tin. Nếu thông
tin đến hữu ích với người học, nằm trong trường quan tâm của họ thì lớp não
này sẽ kích hoạt lớp não người hoạt động tích cực để giải quyết vấn đề, ngược
lại nó sẽ tức khắc loại bỏ và vì thế thông tin không được tiếp tục xử lí ở lớp
não người.
Như vậy, đã có nhiều nghiên cứu về yếu tố động cơ của hoạt động, các
nghiên cứu này đều thống nhất quan điểm rằng động cơ chính là hợp phần cấu
thành nên hoạt động. Nó có chức năng thúc đẩy cá nhân tích cực hoạt động để
thỏa mãn nhu cầu của bản thân. Geoffrey Petty trong nghiên cứu của mình đã
chỉ ra mối quan hệ giữa động cơ học tập và thành tích học tập [11]. Ông cho

rằng nếu người học có động học tập đúng đắn thì nhiều khả năng họ sẽ học
tập thành công, khi thành công thì niềm tin được củng cố nhờ sự tự nhận thức
và sự thừa nhận từ thầy cô, bạn bè. Niềm tin lại sinh ra động cơ giúp người
học tích cực và kiên trì, vượt qua trở lực để tiếp tục học tập thành công.
Mô hình giáo dục STEM kích hoạt được động cơ học tập của người học,
bởi các nhiệm vụ học tập theo mô hình này có tính thách thức cao, khơi mở
được óc tò mò, ưa khám phá của trẻ. Đồng thời nó cũng đem đến cơ hội để
người học được thực hành, trải nghiệm để giải quyết vấn đề của cuộc sống thực
với tư cách là một chuyên gia lập trình hay nhà sáng chế khoa học. Vậy nên
nhu cầu khẳng định và chinh phục của trẻ được thỏa mãn chính thông qua các


hoạt động học tập. Trong nghiên cứu về khảo sát thành tựu mà giáo dục STEM
đã đem lại cho học sinh tiểu học và trung học cơ sở ở Mĩ, Jeff rey, J. Kuenzi
đã khẳng định [5]: thành tích học tập của học sinh tiểu học và trung học cơ
sở ở Mĩ về 4 lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học từ khoảng
những năm 2005 tới nay được cải thiện đáng kể nhờ các dự án giáo dục STEM.
Chính các nhiệm vụ học tập có tính tích hợp và gắn với thực tiễn có sức hút
đối với học sinh, thúc đẩy các em tích cực học tập và đạt kết quả tốt.
1.1.4.3. Tương tác xã hội là điều kiện cơ bản để phát triển nhận thức
người học
Trong nghiên cứu về giáo dục toán học, Douglas H. Clementes và
Michael T. Battista đã mô tả triết lí cơ bản của học tập như sau [8]: Thứ nhất,
kiến thức được trẻ em chủ động sáng tạo và phát hiện, chứ không phải thụ
động tiếp nhận từ môi trường. Thứ hai, trẻ em tạo dựng nên những kiến thức
mới bằng việc phản ánh thông qua các hoạt động trí tuệ và thể chất. Các ý
tưởng khoa học được kiến tạo hoặc làm cho có ý nghĩa khi trẻ em tự gắn mình
vào các kiến trúc kiến thức hiện có. Thứ ba, sự biểu đạt về thế giới mang tính
cá nhân. Những cách lí giải này được hình thành thông qua những kinh
nghiệm và tương tác xã hội. Thứ tư, học là một quá trình xã hội trong đó trẻ

em dần tự hoà mình vào các hoạt động trí tuệ của những người xung quanh.
Các khái niệm và chân lí khoa học, ở cả phương diện ý nghĩa hay ứng dụng
đều được các thành viên trong một “nền văn hoá” hợp tác tạo thành. Như vậy,
học tập vừa có tính cá nhân, vừa có tính xã hội. Tính cá nhân thể hiện tri thức
được hình thành chính nhờ vào việc tái cấu trúc nhận thức một cách chủ động
ở người học, tính xã hội thể hiện việc học tập không phải chỉ là quá trình diễn
ra trong đầu óc con người, không phải là sự phát triển thụ động về các hành vi
mà được hình thành bởi những tác động bên ngoài. Việc học chỉ có ý nghĩa
khi người học được thu hút vào các hoạt động mang tính xã hội.
Theo Jean-Marc Denomme, Madeleine Roy [10], học tập là quá trình


tương tác tích cực giữa 3 thành tố người học, người dạy và môi trường giáo
dục. Nhờ các mối quan hệ tương tác này mà người học lĩnh hội được tri thức
khoa học, rèn luyện và phát triển các năng lực cần thiết của con người hiện
đại. Vì thế quá trình dạy học chính là quá trình người dạy tổ chức các tương
tác sư phạm hướng vào việc tích cực hóa người học, tạo nhiều cơ hội để
người học được thử thách, trải nghiệm và phát triển.
Mô hình giáo dục STEM ưu tiên các nhiệm vụ học tập hợp tác, hướng
vào việc giải quyết một tình huống thực tế hay giả định nhưng gắn liền với
cuộc sống hiện đại. Những kĩ năng trao đổi và chia sẻ, phối hợp thực hiện
nhiệm vụ, thuyết phục và lắng nghe tích cực, đề xuất ý tưởng độc đáo hay
chấp nhận sự khác biệt cá nhân chính là những kĩ năng cần có để hoàn thành
nhiệm vụ học tập; và đó cũng là những kĩ năng mà giáo dục STEM hướng tới
hình thành cho trẻ.
1.1.4.4. Tri thức khoa học được hình thành trong bối cảnh của hiện thực
đời sống
Đã từ lâu nền giáo dục nhà trường vẫn quan niệm dạy trẻ “Học tập để
chuẩn bị vào đời”, “Học tập vì ngày mai lập nghiệp”. Nhưng quan niệm như
vậy là chưa thực sự đầy đủ, vì nếu học tập chỉ để chuẩn bị cho “ngày mai” thì

suốt cuộc đời một con người chỉ để “chuẩn bị” mà không bao giờ sống thật.
Ngày mai luôn thay đổi và con người dù có trí tưởng tượng phong phú tới đâu
thì cũng không thể đoán nhận chắc chắn ngày mai ra sao để chuẩn bị. Do vậy,
nền giáo dục ngày nay hướng tới mục đích giáo dục để người học sống và
sống tốt ngay từ ngày hôm nay. Để làm được điều đó thì nền giáo dục nhà
trường phải xích lại gần hơn với hiện thực đời sống, giáo dục trẻ từ thực tiễn
và giáo dục trong thực tiễn. Những tình huống và bối cảnh thực tế chính là
môi trường tốt nhất để người học học tập và trưởng thành. Môi trường thực
tiễn là tình huống gợi vấn đề tích cực nhất để kích hoạt tư duy của trẻ và môi